Чорний карлик - це білий карлик, який охолонув до температури космічного мікрохвильового фону, і так непомітний. На відміну від червоних карликів, коричневих карликів і білих карликів, чорні карлики цілком гіпотетичні.
Як тільки зірка еволюціонувала до білого карлика, вона більше не має внутрішнього джерела тепла і світиться лише тому, що все ще гаряча. Як щось, взяте з духовки, залишений у спокої білий карлик охолоне, поки не стане такої ж температури, як його оточення. На відміну від сьогоднішнього обіду, який охолоджується конвекцією, провідником і випромінюванням, білий карлик остигає лише радіацією.
Оскільки тиск виродження електронів перешкоджає руйнуванню і стає чорною дірою, білий карлик є фантастичним провідником тепла (насправді, фізика газів Фермі пояснює провідність як білих карликів, так і металів!). З якою швидкістю білий карлик остигає, таким чином, легко розібратися ... це залежить лише від його початкової температури, маси та складу (більшість це вуглець плюс кисень; деякі, можливо, переважно кисень, неон і магній; інші - гелій). О, і, як мінімум, частина серцевини білого карлика може кристалізуватися, крива охолодження буде мати трохи удару тоді.
Всесвіту лише 13,7 мільярдів років, тому навіть білий карлик, сформований 13 мільярдів років тому (навряд чи; зіркам, які стають білими карликами, потрібен мільярд років, чи так, щоб це зробити), все одно температура мала б кілька тисяч градусів. Найкрутіший білий карлик, який спостерігається на сьогодні, має температуру трохи менше 3 000 К. До того, як він стане чорним карликом, потрібно пройти довгий шлях.
Визначити, скільки часу знадобиться, щоб білий карлик охолодився до температури КМБ, насправді досить складний. Чому? Оскільки є багато цікавих ефектів, які можуть бути важливими, ефектів ми поки не можемо моделювати. Наприклад, білий карлик буде містити деяку темну речовину, і, принаймні, частина цього може загнивати протягом часових діапазонів чотирирічків років, генеруючи тепло. Можливо, алмази не назавжди (протони теж можуть загнивати); більше тепла. І CMB постійно прохолодніше, оскільки Всесвіт продовжує розширюватися.
У будь-якому випадку, якщо ми скажемо довільно, що при 5 K білий карлик стає чорним карликом, то для його формування знадобиться щонайменше 10 ^ 15 років.
І ще одне: жоден білий карлик зовсім не один; у деяких є бінарні супутники, інші можуть бродити по пильній хмарі ... падаюча маса теж генерує тепло, і якщо на воді накопичиться достатня кількість водню, вона може зійти, як воднева бомба (ось що нове!), зігріваючи білого карлика. Трішки.
Більше з космічного журналу: Як помирає зірка? Чому вмирають зірки ?, і Хаббл виявляє дивну колекцію білих карликів ... гномів.
Кінець Всесвіту, Частина 1 та Частина 2 - це епізоди Астрономічної ролі, які варто прослухати, як і Життя Сонця та Життя інших зірок.
Список літератури:
НАСА
НАСА: Вік Всесвіту
Вікіпедія
